TWI551045B - 光繼電器 - Google Patents

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Description

光繼電器
本發明係有關於一種光繼電器，尤指一種具有二個金氧半導體電晶體以控制輸出迴路之光繼電器。
繼電器(Relay)是一種電子控制器件，具有控制系統(又稱輸入迴路)和被控制系統(又稱輸出迴路)，通常應用於自動控制電路中。在運作上，繼電器可理解為一種利用較小的電流去控制較大電流的一種「自動開關」，而具有自動調節、安全保護、轉換電路等作用。
請參照圖1，圖1係一典型光繼電器(photo relay)之電路圖。如圖中所示，此光繼電器10包含一發光元件12、一光電轉換元件14與二個金氧半電晶體16,18。此發光元件12，例如一發光二極體(light emitting diode,LED)，係連接至光繼電器10之輸入端T1,T2以接收一電流信號(即較小電流)，並依據此電流信號產生一光信號(通常是紅外光)。此光電轉換元件14包含一檢光二極體陣列(未繪示)。二個金氧半電晶體16,18之源極S1,S2相接，其汲極D1,D2係連接至光繼電器10之輸出端T3,T4。光電轉換元件14之檢光二極體陣列接收到來自發光元件12之光信號後，會產生電壓變化(即壓降)，而影響二個金氧半電晶體16,18之導通狀態，進而控制流經此二個金氧半電晶體16,18之電流(即較大電流)。
接下來，請參照圖2，圖2係圖1之光繼電器10一典型封裝 結構之剖面結構示意圖，而圖2A係一俯視示意圖顯示此封裝結構下半部之光電轉換元件14與二個金氧半電晶體16,18。就結構上而言，如圖2與圖2A所示，發光元件12通常是位於光繼電器10的上半部，而光電轉換元件14與二個金氧半電晶體16,18則是位於光繼電器10的下半部。基本上，光電轉換元件14與二個金氧半電晶體16,18係各自獨立的晶片，而發光元件12係對準光電轉換元件14，尤其是光電轉換元件14上表面之檢光二極體陣列(未圖示)。在光電轉換元件14上並具有至少二個輸出端，透過打線(bonding wire)19連接至二個金氧半電晶體16,18之閘極G1,G2以控制金氧半電晶體16,18之導通狀態。此外，於圖1及圖2A中，二個金氧半電晶體16,18之汲極D1,D2係位於晶片之底部，而直接連接至導線架(lead frame)的二個接腳T1,T2，作為光繼電器10之輸出端。而二個金氧半電晶體16,18之源極S1,S2係位於晶片之上表面，並且透過導線20互相連接。
然而，如圖2A所示，在光繼電器10之封裝結構下半部的導線架上需要保留空間給三個各自獨立的電子元件或晶片(即光電轉換元件14與二個金氧半電晶體16,18)，而會於光繼電器的封裝尺寸造成限制。
有鑒於此，本發明提供一種光繼電器，在維持既有電路設計的前提下，可以縮小光繼電器之封裝尺寸，以利於提升電子裝置之元件密度。
本發明之一實施例提供一光繼電器。此光繼電器包含一光耦合裝置與一輸出裝置。光耦合裝置係包含一發光元件與一光電轉換晶片。其中，發光元件係接收一輸入信號以產生一光信號，而光電轉換晶片係接收來自此光信號，並依據所接收之光信號輸出至少一電壓控制信號。
輸出裝置係電連接於光電轉換晶片。此輸出裝置包括一第一金氧半電晶體晶片與一第二金氧半電晶體晶片，其中，第二金氧半電晶體晶片係倒置於第一金氧半電晶體晶片上，並且，第一金氧半電晶體晶片之源極係對準並電性連接於第二金氧半電晶體晶片之源極，而第一金氧半電晶體晶片之汲極與第二金氧半電晶體晶片之汲極則是輸出一輸出信號。
此輸出裝置包含一閘極電連接結構。此閘極電連接結構係位於第一金氧半電晶體晶片與第二金氧半電晶體晶片之間，連接第一金氧半電晶體晶片之閘極與第二金氧半電晶體晶片之閘極並且接收來自光電轉換晶片之電壓控制信號。
依據本發明之一實施例，此光繼電器之輸出裝置更包括一源極電連接結構。此源極電連接結構係位於第一金氧半電晶體晶片與第二金氧半電晶體晶片間，以連接第一金氧半電晶體晶片之源極與第二金氧半電晶體晶片之源極。就一較佳實施例而言，此源極電連接結構係同時電連接至光耦合裝置之一接地端。而此源極電連接結構可包括一銅彈片(copper clip)。
其次，依據本發明之一實施例，前述光耦合裝置與輸出裝置係位於同一個封裝結構內，此封裝結構具有一導線架，而發光元件係位於導線架之一第一側，並且連接至導線架之二個輸入接腳，光電轉換晶片係位於導線架相對於第一側之一第二側。並且，光電轉換晶片之上表面具有至少一金屬墊以輸出至少一電壓控制信號。第一金氧半電晶體晶片之汲極與第二金氧半電晶體晶片之汲極則是分別連接至導線架之二個輸出接腳。閘極電連接結構係延伸連接至少一個前述光電轉換晶片之金屬墊。
前述光耦合裝置與輸出裝置位於同一個封裝結構之實施例中，源極電連接結構可進一步延伸連接至導線架之一接地接腳。就一較佳實施例而言，源極電連接結構與接地接腳可為一體成型、透過導線連接、或是利用銅彈片彈性卡接。
此外，依據本發明之一實施例，閘極電連接結構可包括至少一銅彈片(copper clip)。就一實施例而言，此閘極電連接結構可包括一第一銅彈片與一第二銅彈片，其中，第一銅彈片係連接至第一金氧半電晶體晶片之閘極與第二金氧半電晶體晶片之閘極，而第二銅彈片係連接至位於光電轉換晶片之上表面之至少一金屬墊，並且，第一銅彈片係卡接於第二銅彈片。
另外，依據本發明之一實施例，第二金氧半電晶體晶片之汲極係透過導線電連接至導線架之其中一個輸出接腳。
綜上所述，依據本發明所提供之技術，可以在維持既有電路設計的前提下，有效縮減光繼電器之封裝尺寸，以利於提升電子裝置內之元件密度。
為使能更進一步瞭解本發明為達成既定目的所採取之技術、方法及功效，請參閱以下有關本發明所採用的具體實施例之詳細說明、圖式，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得以深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
10、100‧‧‧光繼電器
110‧‧‧導線架
12、120‧‧‧發光元件
14‧‧‧光電轉換元件
140‧‧‧光電轉換晶片
142‧‧‧金屬墊
150‧‧‧閘極電連接結構
16、18‧‧‧金氧半電晶體
160、160’‧‧‧第一金氧半電晶體晶片
170‧‧‧焊接結構
180‧‧‧第二金氧半電晶體晶片
19‧‧‧打線
20‧‧‧導線
250a、570a、670‧‧‧金屬片
250b、570b‧‧‧金屬打線
350a‧‧‧第一銅彈片
350b‧‧‧第二銅彈片
470‧‧‧源極電連接結構
G1、G2‧‧‧閘極
S1、S2‧‧‧源極
D1、D2‧‧‧汲極
T1、T2、T3、T4‧‧‧接腳
GND‧‧‧接地接腳
圖1係為一典型光繼電器(photo relay)之電路圖。
圖2係圖1之光繼電器一典型封裝結構之剖面結構示意圖。
圖2A係針對圖2所示之封裝結構之下半部的俯視示意圖。
圖3係為根據本發明之光繼電器之封裝結構一第一實施例之剖面結構示意圖。
圖3A係針對圖3所示之封裝結構之下半部的俯視示意圖。
圖3B係為根據本發明一範例實施例所繪示的輸出裝置中二個金氧半電晶體晶片之堆疊之一較佳實施例之示意圖。
圖3C係為根據本發明一範例實施例所繪示的輸出裝置中二個金氧半電晶體晶片之堆疊之另一實施例之示意圖。
圖4與圖4A係為根據本發明一範例實施例所繪示的閘極電連接結構之另一實施例之示意圖。
圖4B與圖4C係為根據本發明一範例實施例所繪示的閘極電連接結構之又一實施例之示意圖。
圖5係為根據本發明之光繼電器之封裝結構一第二實施例之剖面結構示意圖。
圖5A係針對圖5所示之封裝結構之下半部的俯視示意圖。
圖6與圖6A係為根據本發明一範例實施例所繪示的源極電連接結構之另一實施例之示意圖。
圖6B與圖6C係為根據本發明一範例實施例所繪示的源極電連接結構之又一實施例之示意圖。
請參閱圖3與圖3A所示，其中圖3係本發明光繼電器100之封裝結構一第一實施例之剖面結構示意圖，而圖3A係針對圖3所示之封裝結構之下半部的俯視示意圖。如圖所示，此光繼電器100包含一光耦合裝置與一輸出裝置。光耦合裝置與輸出裝置係位於同一個封裝結構內，並且設置於封裝結構之導線架110上。光耦合裝置係包含一發光元件120與一光電轉換晶片140。其中，發光元件120係位於導線架110之一第一側(即圖3中之上方側部分的導線架)以連接至導線架110之二個輸入接腳(未圖示)，而光電轉換晶片140係位於導線架110之一第二側(即圖3中之下方側部分的導線架)。發光元件120之發光方向朝下，光電轉換晶片140之受光面朝上，並且，光電轉換晶片140之受光面係大致對準發光元件120以接收發光元件之照明。發光元件120，例如一發光二極體，係透過導線架110之輸入接腳接收一輸入信號(通常係一小電流信號)並依據此輸入信號產生一光信號。光電轉換晶片140之上表面係設置有一檢光元件陣列(未圖示)，例如一檢光二 極體陣列，接收此來自發光元件120之光信號。光電轉換晶片140具有一轉換電路，用以將檢光元件陣列之輸出信號轉換為一電壓控制信號，透過位於光電轉換晶片140之上表面之至少一個金屬墊142輸出至輸出裝置。本實施例之光電轉換晶片140係設置有四個金屬墊142以輸出此電壓控制信號。不過，本發明並不限於此。
輸出裝置係包括一第一金氧半電晶體晶片160與一第二金氧半電晶體晶片180。圖3B係一示意圖顯示此二個金氧半電晶體晶片160,180之堆疊方式之一較佳實施例。如圖3B所示，此二個金氧半電晶體晶片160,180均為垂直擴散型(vertical diffused)金氧半電晶體，其源極S1,S2與汲極D1,D2係位於晶片之相對兩側，而閘極G1,G2與源極S1,S2係位於同一側。並且，第二金氧半電晶體晶片180係倒置於第一金氧半電晶體晶片160上。也就是說，第一金氧半電晶體晶片160之源極S1與閘極G1係位於其上表面，而汲極D1係位於其下表面，而第二金氧半電晶體晶片180之源極S2與閘極G2係位於其下表面，而汲極D2係位於其上表面。不過，本發明並不限於此。
接下來，請參照圖3C所示，在本發明之另一實施例中，第一金氧半電晶體晶片160’可採用一水平擴散型(laterally diffused)金氧半電晶體，其源極S1、閘極G1與汲極D1均位於其上表面，而第二金氧半電晶體晶片180則是採用垂直擴散型金氧半電晶體。第二金氧半電晶體晶片180係倒置於第一金氧半電晶體晶片160’之閘極G1與源極S1上方，至於第一金氧半電晶體晶片160’之汲極則是裸露於外，以利於後續打線連接製程。
其次，第一金氧半電晶體晶片160之源極S1係對準並電性連接於第二金氧半電晶體晶片180之源極S2。就一較佳實施例而言，可利用導電膠、錫球(solder ball)或其他適用之電連接方式來將此二個金氧半電晶體晶片160,180之源極S1,S2相連。此外，第 一金氧半電晶體晶片160之汲極D1與第二金氧半電晶體晶片180之汲極D2則是電性連接至導線架110之二個獨立的輸出接腳T1,T2，以產生並輸出一輸出信號(大電流信號)。就一較佳實施例而言，位於下方之第一金氧半電晶體晶片160可透過直接放置於連接至輸出接腳T1的基座上，使汲極D1連接至輸出接腳T1；而位於上方之第二金氧半電晶體晶片180則可透過打線(wire bonding)或是打帶(bonding ribbon)之方式使其汲極D2電性連接至另外一個輸出接腳T2。圖3C中係以打線連接之方式為例，本發明並不以此為限。
此外，輸出裝置還包含一閘極電連接結構150。此閘極電連接結構150係位於第一金氧半電晶體晶片160與第二金氧半電晶體晶片180之間，用以連接第一金氧半電晶體晶片160之閘極G1與第二金氧半電晶體晶片180之閘極G2並且接收來自光電轉換晶片140之電壓控制信號。在本實施例中，此閘極電連接結構150係包含一金屬片(例如一銅彈片)，夾合於第一金氧半電晶體晶片160與第二金氧半電晶體晶片180之間。此金屬片之下表面係連接至第一金氧半電晶體晶片160之閘極G1，而金屬片之上表面係連接至第二金氧半電晶體晶片180之閘極G2。此外，此金屬片係由此二個金氧半電晶體晶片160,180朝向光電轉換晶片140之方向延伸，並且直接連接至位於光電轉換晶片140上之至少一個金屬墊142(圖3A中係連接一個金屬墊142)。藉此，即可利用光電轉換晶片140輸出之電壓控制信號同時控制二個電晶體晶片160,180之導通狀態。
而就晶片安裝步驟而言，舉例來說，可先將第一金氧半電晶體晶片160與光電轉換晶片140固定於導線架110上，然後將閘極電連接結構150(即金屬片)放置並固定於第一金氧半電晶體晶片160與光電轉換晶片140上，最後再將第二金氧半電晶體晶片180放置並固定於閘極電連接結構150上。前述金屬片亦可利用鋁 打帶來取代。雖然前述實施例係利用金屬片延伸連接之方式來使金氧半電晶體晶片160,180之閘極G1,G2與光電轉換晶片140上之金屬墊142相連。不過，本發明並不限於此。
另請參照圖4與圖4A所示，在閘極連接結構之另一實施例中，此閘極電連接結構係包括一金屬片250a與打線250b(或打帶)。具體來說，此金屬片250a(亦可為前述銅彈片)係夾合於二個金氧半電晶體晶片160,180間，其相對兩面係連接至二個金氧半電晶體晶片160,180之閘極G1,G2。此外，此金屬片250a係延伸至二個金氧半電晶體晶片160,180之外側並具有至少一裸露表面。而金屬打線250b則是連接此金屬片250a之裸裸露表面與光電轉換晶片140上之金屬墊142。
請參照圖4B與圖4C所示，在閘極連接結構之又一實施例中，此閘極電連接結構係包括一第一銅彈片350a與一第二銅彈片350b，其中第一銅彈片350a係連接至第一金氧半電晶體晶片160之閘極G1與第二金氧半電晶體晶片180之閘極G2，而第二銅彈片350b係連接至位於光電轉換晶片140上表面之金屬墊142，並且，第一銅彈片350a與第二銅彈片350b係相互卡接，以使光電轉換晶片140之金屬墊142電性連接至第一金氧半電晶體晶片160之閘極G1與第二金氧半電晶體晶片180之閘極G2。
為了方便說明，請同時參照圖5及圖5A，圖5係本發明之光繼電器之封裝結構一第二實施例之剖面結構示意圖，而圖5A係針對圖5所示之封裝結構之下半部的俯視示意圖。與圖3A之實施例不同的是，在圖3A中二個金氧半電晶體晶片160,180之源極S1,S2係直接相連，而未使用如銅彈片(copper clip)、鋁帶(aluminum ribbon)或打線等導線連接技術。相較於此，請參照圖5與圖5A所示，本實施例之光繼電器的輸出裝置更包括一源極電連接結構470。此源極電連接結構470係位於第一金氧半電晶體晶片160與第二金氧半電晶體晶片180間，以電性連接第一金氧半電晶體晶 片160之源極S1與第二金氧半電晶體晶片180之源極S2。在本實施例中，此源極電連接結構470係包含一金屬片(例如一銅彈片)，夾合於第一金氧半電晶體晶片160與第二金氧半電晶體晶片180之間。此金屬片之下表面係連接至第一金氧半電晶體晶片160之源極S1，而金屬片之上表面係連接至第二金氧半電晶體晶片180之源極S2。此外，如圖5A中所示，此金屬片係由此二個金氧半電晶體晶片160,180向外延伸連接至導線架110之一接地接腳GND(通常即光耦合裝置之接地端)。在本實施例中，光電轉換晶片140係直接放置在連接此接地接腳GND之一基座上，以取得其接地電位。雖然前述實施例係利用金屬片延伸連接之方式，使二個金氧半電晶體晶片160,180之源極S1,S2直接相連且接地。不過，本發明並不限於此。
接下來，請同時參照圖6與圖6A所示，圖6與圖6A係為根據本發明一範例實施例所繪示的源極電連接結構之另一實施例之示意圖，在源極電連接結構之另一實施例中，此源極電連接結構係包括一金屬片570a與打線570b(或打帶)。具體來說，此金屬片570a(亦可為前述銅彈片)係夾合於二個金氧半電晶體晶片160,180間，並且係延伸至二個金氧半電晶體晶片160,180之外側而具有至少一裸露表面。而金屬打線570b則是連接此金屬片570a之裸露表面與導線架110之接地接腳GND。
請參照圖6B與圖6C圖所示，圖6B與圖6C係為根據本發明一範例實施例所繪示的源極電連接結構之又一實施例之示意圖，在源極電連接結構之又一實施例中，此源極電連接結構係包括一金屬片670延伸至導線架110之接地接腳GND，並且此金屬片670與導線架110之接地接腳GND係一體成型。換言之，此金屬片670實際上即為導線架110之一部分，經彎折後做為連接二個金氧半電晶體晶片160,180之電連接結構。
在前述第一與第二實施例中，光耦合裝置(包含發光元件與 光電轉換晶片)與輸出裝置(包含二個金氧半電晶體晶片)係位於同一個封裝結構內。不過，本發明並不限於此。前述光耦合裝置與輸出裝置亦可設置於二個各自獨立的封裝結構內。進一步來說，在光耦合裝置之封裝結構中，發光元件與光電轉換晶片係位於此封裝結構之相對兩側，並且發光元件係連接至封裝結構之輸入接腳以接收一輸入信號(小電流信號)，而光電轉換晶片則是連接此封裝結構之至少一個輸出接腳與一接地接腳，以輸出電壓控制信號。二個金氧半電晶體晶片係面對面堆疊於另一個封裝結構內，並且此二個晶片之閘極係電連接至此封裝結構之輸入接腳，以接收來自光耦合裝置之電壓控制信號，而此二個金氧半電晶體晶片之汲極則是連接至此封裝結構之輸出接腳，以產生並輸出一輸出信號(大電流信號)。其中所屬技術領域具有通常知識者可依據實際需要自由設計，此二個金氧半電晶體晶片之源極亦可透過此封裝結構之接地接腳，連接至光耦合裝置之接地接腳。至於此二個金氧半電晶體晶片之閘極與源極之連接方式，可參照前述本發明之第一與第二實施例，在此不予贅述。
依據前述實施例所提供之技術，可在節省一個電晶體晶片所占據的空間。因此，在維持既有電路設計的前提下，本發明可以有效縮減光繼電器之封裝尺寸。此外，透過銅彈片、鋁打帶等先進封裝技術的使用，除了可以降低封裝製程之複雜度，還有利於減少二個金氧半電晶體晶片間(即輸出迴路)之導通阻抗，而能進一步降低光繼電器的耗能。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
100‧‧‧光繼電器
110‧‧‧導線架
120‧‧‧發光元件
140‧‧‧光電轉換晶片
150‧‧‧閘極電連接結構
160‧‧‧第一金氧半電晶體晶片
170‧‧‧焊接結構
180‧‧‧第二金氧半電晶體晶片

Claims (11)

  1. 一種光繼電器，包含：一光耦合裝置，包含一發光元件與一光電轉換晶片，該發光元件係接收一輸入信號以產生一光信號，該光電轉換晶片係接收來自該光信號，並依據所接收之該光信號輸出至少一電壓控制信號；一輸出裝置，電連接於該光電轉換晶片，包括一第一金氧半電晶體晶片與一第二金氧半電晶體晶片，該第一金氧半電晶體晶片與該第二金氧半電晶體晶片均為垂直擴散型金氧半電晶體，該第二金氧半電晶體晶片係倒置於該第一金氧半電晶體晶片上，該第一金氧半電晶體晶片之源極係對準並電性連接該第二金氧半電晶體晶片之源極，該第一金氧半電晶體晶片之汲極與該第二金氧半電晶體晶片之汲極係輸出一輸出信號；以及一源極電連接結構，位於該第一金氧半電晶體晶片與該第二金氧半電晶體晶片間，以連接該第一金氧半電晶體晶片之源極與該第二金氧半電晶體晶片之源極，其中，該源極電連接結構係電連接至該光耦合裝置之一接地端；其中，該輸出裝置包含一閘極電連接結構，位於該第一金氧半電晶體晶片與該第二金氧半電晶體晶片間，以連接該第一金氧半電晶體晶片之閘極與該第二金氧半電晶體晶片之閘極，並且接收來自該光電轉換晶片之該電壓控制信號。
  2. 如請求項1所述之光繼電器，其中，該光耦合裝置與該輸出裝置係位於同一個封裝結構內，該封裝結構具有一導線架，該發光元件係位於該導線架之一第一側，並且連接至該導線架之二個輸入接腳，該光電轉換晶片係位於該導線架相對於該第一側之一第二側，並且，該光電轉換晶片之上表面具有至少一金屬 墊以輸出該至少一電壓控制信號，該第一金氧半電晶體晶片之汲極與該第二金氧半電晶體晶片之汲極分別連接至該導線架之二個輸出接腳，該閘極電連接結構係延伸連接該至少一金屬墊。
  3. 如請求項2所述之光繼電器，更包括一源極電連接結構，位於該第一金氧半電晶體晶片與該第二金氧半電晶體晶片間，以連接該第一金氧半電晶體晶片之源極與該第二金氧半電晶體晶片之源極。
  4. 如請求項1或3所述之光繼電器，其中，該源極電連接結構包括一銅彈片(copper clip)。
  5. 如請求項3所述之光繼電器，其中，該源極電連接結構係延伸連接至該導線架之一接地接腳。
  6. 如請求項5所述之光繼電器，其中，該源極電連接結構與該接地接腳係一體成型。
  7. 如請求項3所述之光繼電器，其中，該源極電連接結構係透過一導線連接至該導線架之一接地接腳。
  8. 如請求項1或2所述之光繼電器，其中，該閘極電連接結構包括至少一銅彈片(copper clip)。
  9. 如請求項8所述之光繼電器，其中，該閘極電連接結構包括一第一銅彈片與一第二銅彈片，該第一銅彈片係連接至該第一金氧半電晶體晶片之閘極與該第二金氧半電晶體晶片之閘極，該 第二銅彈片係連接該至少一金屬墊，並且，該第一銅彈片係卡合於該第一銅彈片。
  10. 如請求項2所述之光繼電器，其中，該第二金氧半電晶體晶片之汲極係透過導線電連接至該導線架之其中一個該輸出接腳。
  11. 如請求項1所述之光繼電器，其中，該光耦合裝置與該輸出裝置係位於二個各自獨立的封裝結構內。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7772711B2 (en) * 2005-05-10 2010-08-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor device including single crystal silicon layer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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